道路勘测设计课程设计(1)

上海海事大学SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY道路勘测设计课程设计课程名称《道路勘测设计》学院交通运输学院专业交通工程班级122班学生姓名（学号）张静2012110615031周梦莎2012906150007一、概述（一）、任务依据根据上海海事大学交通运输学院交通工程专业《道路勘测设计任务书》。（二）、设计标准1、根据设计任务书要求，本路段按平原微丘三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为40公里/小时，路基双幅两车道，宽8.50米。2、设计执行的部颁标准、规范有：《公路工程技术标准》JTGB01-2003《公路路线设计规范》JTJ011-94《公路路基设计规范》JTJ013-95《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002（三）、路线起讫点本路段起点A：K0+00为所给地形图坐标（33.157，56.838），终点B：K2+340为所给地形图坐标（33.667，55.332），全长2.34公里。（四）、沿线自然地理概况该工程整个地形、地貌平坦，地形起伏不大，最高海拔高度为32.84米，河谷海拔高度为10.74米，总体高差在22.1米左右。二、设计说明本路段按三级公路标准测设，设计车速40km/h，测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下，充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计，力求平面线形流畅，纵坡均衡，横断面合理，以达到视觉和心理上的舒展。路线测设里程全长2.34公里，主要技术指标采用情况如下：平曲线个数（个）3平均每公里交点个数（个）1.28平曲线最小半径（米/个）200平曲线占路线长（%）24.36%直线最大长（米）830变坡点个数（个）3最大纵坡（%）0.9%最短坡长（米/处）190凸型竖曲线最小半径（米/处）5000凹型竖曲线最小半径（米/处）3000三、横断面设计（一）、横断面路基1、路基横断面布置：0.75+3.5+3.5+0.75=8.5米式中数字自左至右分别为：左路肩、行车道、行车道、右路肩路面横坡设置（不含超高路段）：路肩为2%，行车道为2%2、加宽、超高方式：全线加宽采用比例过度，超高方式为绕内边线旋转。路基土石方计算控制标高为土基标高，不含路面厚度。3、路基施工注意事项：路基施工应严格按规范进行，对能作为填方用土的挖方应该尽量移挖作填，尽量减少取、弃土地场。取、弃土地场。应选择荒山、山地处，不得随意乱弃，堵塞河道，且要做好防护、绿化工作，以免造成水土流失。土基填筑前应进行清表、清淤，耕地填前夯实工作，做好填前排水。（二）排水排水：挖方路段路面雨水通过路肩进入边沟，填方路段路面雨水经坡面散排至排水沟。四、本次设计项目1、确定道路技术等级和技术标准2、纸上定线3、平面定线设计4、路线纵断面设计5、路线横断面设计6、挡土墙及涵洞图各一个第一章设计说明1.1工程概况设计公路为某三级公路。本路段为平原微丘区，多为中低山地貌，，地势稍陡。路段主线长2.34Km（起讫桩号位K0+000—K2+340），路基宽为8.5m，设计行车速度为40km/h。1.2公路技术等级及技术标准1.2.1公路技术等级设计路段公路等级为三级，适应于将各种车辆折合成小客车的平均日交通量为2000～6000辆。1.2.2技术标准（1）、控制要素：服务水平：三级设计车速：40km/h（2）、平面设计技术指标：圆曲线最小半径：一般值：100m1)极限值：60m2)不设超高最小半径：600m3)最大半径：10000m缓和曲线最小长度：35m平曲线间插直线长度：同向平曲线间插值线长度应大于6V（240m）为宜，反向平曲线插值线长度应大于2V（80m）为宜。平曲线最小长度：70m（3）、纵断面设计技术指标：最大纵坡度：7%最小坡长：120m不同纵坡度最大坡长：纵坡坡度与最大坡长表1-1纵坡坡度（%）最大坡长3—41100590067007500注：当纵坡坡度小于或等于3%时，最大坡长没有限制。（4）、竖曲线最小半径和最小长度：竖曲线最小半径和最小长度表1-2凸型竖曲线半径（m）一般值700极限值450凹型竖曲线半径（m）一般值700极限值450竖曲线最小长度（m）35（5）、纵向坡度与横向坡度的合成坡度最大值：10%（6）、路基横断面技术指标：1)行车道宽度：2×3.5m2)土路肩宽度：2×0.75m3)路基总宽度：8.5m4)视距保证：停车视距：40m会车视距：80m超车视距：200m5）双车道路面加宽值：设计路段采用第3类加宽值，不同圆曲线半径下的路基全加宽值如下表：圆曲线半径（ｍ）加宽值（m）圆曲线半径（ｍ）加宽值（m）250～2000.8100～702.0200～1501.070～502.5150～1001.56）路拱及土路肩横坡度：路拱横坡度取用2%，土路肩横坡度取用3%。7）不同圆曲线半径的超高值：圆曲线半径与超高表1-3圆曲线半径（m）超高值（%）600～3901390～2702270～2003200～1504150～1205120～90690～607注：当圆曲线半径大于600m时，可不设超高。第二章平面选线及定线2.1平面选线2.1.1平面选线的原则（1）、在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（2）、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量不断增加不大时，应尽可能采用较高的技术指标。不轻易采用极限指标，也不应为了采用较高的指标而使得工程量过分增大。（3）、选线应能满足国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，保证路线能够加强居民区特别是经济较发达地区之间的联系，同时也应注意农田等基本建设相配合，尽量少占用农田，避免可多的拆迁工程。（4）、在选线过程中，对严重不良地质路段，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、泥沼及排水不良等特殊地区，应慎重对待，一般情况下应设法避绕，如必须穿过时，应选择合位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。2.1.2选线过程（1）、控制点的选定：在地形图范围内有三个村庄，本着设计路线应尽可能服务居民区的原则，初步选定靠近村庄的三个控制点，定出路线的大致走向。（2）、加密控制点：在前面定出的路线大致走向的基础上，本着山岭重丘区公路应尽可能的克服高差，尽量使路线按平均自然坡度顺着等高线走，以为以后的纵断面设计留有余地的原则，选定路线上、下坡转折点和越岭标高，并避开地质不良地段，加密控制点。（3）、确定路线走向：在前面各项工作的基础上，顺着等高线，避免初定的路线尽量少的切割等高线，把各个控制点连结起来，定出路线的走向。考虑到路线在各控制点的不同连结方式，两位小组成员初步定出A、B两条路线方案。（4）、方案比选：分别对A、B两条路线方案作进一步的研究，得出各个方案的主要技术经济指标，如表2-1所示其中，周梦莎——A方案张静——B方案各路线方案主要技术经济指标比较表表2-1指标单位A方案B方案路线总长Km2.342.47通过村庄个38回头弯个33线形好中土石方量中较多总造价较低较高比较结果推荐A方案通过上表发现，B方案穿越农田和密集山区，还要翻越一处地面标高较高的垭口，增加了开挖量，造价较高。相比之下，A方案较好，所以推荐A方案。2.2纸上定线设计路段为山岭重丘区三级公路，地形复杂，横坡陡峻，路线平、纵、横面所受的限制较严，定线时应尽可能的克服高程。2.2.1定导向线（1）、首先在1：2000的地形图上，仔细研究路线选线阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形，拟定路线走法。（2）、地形图上的等高线间距为10m，选用5.0%的平均自然坡度，按式2-1算出等高线间平距：a=ℎ𝑖均（式2-1）由式2-1得：a=100.05=200𝑚使两脚规的开度等于a（按图上的比例尺为10cm），从路线起点A开始，拟定的路线走法在等高线上一次截取各点，直到最后一点的位置和标高按接近路线终点B为止。（3）、连接各点，分析该折线在利用地形和避让地物，以及工程艰巨的情况，从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点，并重新连接各点。2.2.2确定路线位置（1）、在前面定出的导向线的基础上，用不同半径的模板在路线平面可能出现的转点处描出路线平面位置，并标出其半径。（2）、用直线连接各曲线，使各直线相交，初步定出路线交点。（3）、初步分析各交点处所采用的线形，并大致量出各交点的转角值，概算出各交点处的平曲线切线长，结合交点间距概算出平曲线间插直线长度，判断各同向、反向及复合线形能否满足规范要求。（4）、分析所定出的路线位置的工程量并进行调整，力争定出线形好，工程根据以上的方法，即可在地形图上定出路线的位置，确定路线平面的交点，并初步定出了各交点处所采用的圆曲线半径值和缓和曲线长度，以及各平曲线的线形组合方式。第三章线路平面设计3.1确定平面设计所需数据3.1.1确定交点坐标（1）、根据地形图上所定出的路线位置，通过地形上的等高线推算各交点的坐标。方法如下：推算坐标时，应在交点所在的坐标格内进行，先假定该坐标格四个脚点中的左下脚点为原点。量出交点到坐标横（纵）轴的矩离l，再量取坐标格的垂直（水平）长度L。计算坐标增量。从地形图可以看出相邻坐标网格线间的距离为0.2，按式3-1：∆x(y)=𝑙𝐿×0.2（式3-）1即可得出在该坐标格内的坐标增量，再用此坐标增量加上原点在整体坐标系下的坐标即可得出该交点的坐标。（2）、按上述方法推算出的各交点坐标如表3-1交点坐标表表3-1交点X（N）Y（E）起点33.15756.838JD233.76756.485JD333.67256.232JD433.90555.406终点33.66755.3323.1．2初拟平曲线半径及缓和曲线长纸上定线时所初定的各交点处平曲线半径及缓和曲线长度如表3-2半径及缓和曲线长表3-2交点半径（m）缓和曲线长（m）JD120060JD230070JD3300503.2平面设计计算3.2.1平面设计计算有关内容及计算公式（1）、交点间距、坐标方位角及转角值的计算：设起点坐标为J𝐷0（𝑋0，𝑌0），第i个交点坐标为J𝐷𝑖（𝑋𝑖，𝑌𝑖），i=1，2，3，…，n，则：坐标增量式：{∆𝑋=𝑋𝑖−𝑋𝑖−1∆𝑌=𝑌𝑖−𝑌𝑖−1（式3-2）交点间距式：L=√（∆𝑋）2+（∆𝑦）2（式3-3）象限角式：θ=arctg|∆𝑌∆𝑋|（式3-4）计算方位角：{𝑓𝑤=𝜃，∆𝑋0，∆𝑌0𝑓𝑤=180−𝜃，∆𝑋0，∆𝑌0𝑓𝑤=180+𝜃，∆𝑋0，∆𝑌0𝑓𝑤=360−𝜃，∆𝑋0，∆𝑌0（式3-5）转角：当𝛼𝑖为“+”时线路右偏，当𝛼𝑖为“-”时线路左偏。（2）、曲线要素计算：T=（R+p）tg𝛼2+q（m）（式3-9）Ly=αR-L（式3-10）L=Ly+2𝐿𝑠（式3-11）E=（R+p）sec𝛼2-R（式3-12）J=2T-L(式3-13)（3）、平面线行要素组合及计算：1)S型曲线：S型曲线为反向圆曲线间用回旋先连接的组合形式，其相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。如果采用不同的参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。在两个回旋线间的插直线（或重合段）的长度l应符合式3-14：l≤𝐴1+𝐴240m(式3-14)此外，S型曲线两圆曲线半径之比也不宜过大，宜为：𝑅2𝑅1=1133.2.2平面设计计算过程（1）、根据平面设计的有关内容以及相应的计算公式和要求，求初拟的半径值和缓和曲线长度值进行试算调整，使之满足各项要求，以最终各平曲线的圆曲线半径和缓和曲线长。确定下来的圆曲线半径不应和初拟时的偏差过大，以免平曲线的位置偏离初拟位置过大而可能导致工程量的增加。（2）、根据上述原则以及相关公式，用Fortran90编程序计算，圆曲线半径和缓和曲线长度的调整在程序中执行。程序见附录二《平面设